KR102423495B1 - Smart shoes module - Google Patents
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Abstract
스마트 신발에 구비되는 스마트 신발 모듈에 있어서, 착용자의 걸음시 발생하는 압력을 온 신호 및 오프 신호와 같은 디지털 신호로 측정하여 착용자의 모션을 정확하게 측정하고, 온 신호의 발생을 야기하는 도전 부재와 제1 회로부 간의 전기적 연결은 여러 가지 방식으로 구현하고 그러한 도전 부재의 형상 및 성질 등에 따라 다양한 부수적인 효과를 가져오기 위해, 압력 스위치의 상부 외관을 형성하고 제1 방향으로 작용하는 특정 값 이상의 압력에 의해 탄성 거동하는 상부 케이스, 상기 상부 케이스의 하단에 결합하여 상기 압력 스위치의 하단 외관을 형성하는 하부 케이스, 상기 하부 케이스에 실장되어 제1 회로부를 포함하는 기판, 상기 상부 케이스 및 상기 기판의 제1 회로부 사이에 구비되고, 상기 탄성 거동에 의해 상기 제1 회로부에 신호를 발생시키는 도전 부재 및 상기 제1 회로부에 발생한 신호를 처리하는 제어부를 포함하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In the smart shoe module provided in the smart shoe, the wearer's motion is accurately measured by measuring the pressure generated when the wearer walks with a digital signal such as an on signal and an off signal, and a conductive member and a material causing generation of the on signal 1 In order to realize the electrical connection between the circuit parts in various ways and to bring about various ancillary effects according to the shape and properties of such conductive members, the upper exterior of the pressure switch is formed and the pressure above a specific value acting in the first direction is applied. An upper case that elastically behaves, a lower case coupled to a lower end of the upper case to form a lower exterior of the pressure switch, a substrate mounted on the lower case and including a first circuit portion, the upper case and a first circuit portion of the substrate It provides a smart shoe module provided between the conductive member for generating a signal to the first circuit unit by the elastic behavior, and a control unit for processing the signal generated in the first circuit unit.
Description
본 발명은 스마트 신발에 구비되어 다양한 기능을 수행하는 스마트 신발 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a smart shoe module provided in a smart shoe to perform various functions.
최근 이동 단말기(terminal)는 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되는 등 과거의 통신 기능에서 나아가 컨텐츠의 생산 및 소비에 관련된 기능을 수행하는 스마트 단말기의 형태로 구현되고 있다.Recently, a mobile terminal is implemented in the form of a smart terminal that performs functions related to content production and consumption in addition to the communication function of the past, such as being implemented in the form of a multimedia player with complex functions.
스마트 단말기의 형태는 종래의 모바일 단말기뿐만 아니라 다양한 사물들에 확장되어 각 사물들 독립적으로, 또는 스마트 단말기 또는 사물 서로간에 연동하여 다양한 기능 수행하도록 확장되고 있다.The form of a smart terminal is extended to various things as well as a conventional mobile terminal to perform various functions independently of each thing or by interworking with the smart terminal or things.
특히 스마트 단말기는 사용자 등에 착용 가능한 물건, 즉 웨어러블 디바이스에도 광범위하게 적용되게 된다.In particular, the smart terminal is widely applied to wearable items such as wearable devices.
웨어러블 디바이스는 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display) 등과 같은 장치부터, 사용자에게 필수적으로 착용해야하는 의류, 신발의 제품까지 포함할 수 있다.Wearable devices may include devices such as smartwatches, smart glasses, and head mounted displays (HMDs), to clothing and footwear products that are essential for users.
웨어러블 디바이스로서의 신발, 이른바 스마트 신발은 일반적으로 착용자의 활동에 대한 정보를 분석하여 모바일 단말기 등의 스마트 단말기를 통해, 또는 자체적으로 사용자에게 알리는 기능을 주로 수행하게 된다.A shoe as a wearable device, so-called smart shoe, generally performs a function of notifying a user through a smart terminal such as a mobile terminal or by itself by analyzing information on a wearer's activity.
구체적으로, 스마트 신발은 착용자가 스마트 신발을 착용한 상태에서의 활동 시간, 활동 거리, 활동 궤적 등을 추적, 센싱 또는 기록 하는 기능 등을 수행한다.Specifically, the smart shoe performs a function of tracking, sensing, or recording an activity time, activity distance, activity trajectory, etc. in a state in which the wearer wears the smart shoe.
이러한 착용자의 활동 거리 및 활동 궤적과 같은 2차원 또는 3차원 공간상의 스마트 신발의 위치 등을 측정하는데 모션 센서가 사용된다.A motion sensor is used to measure the location of the smart shoe in a two-dimensional or three-dimensional space, such as an activity distance and an activity trajectory of the wearer.
이러한 모션 센서는 GPS(Global Positioning System)와 같은 위성항법장치를 통한 대략적인 위치뿐만 아니라, 가속도 센서(acceleration sensor) 및 자이로 센서(gyro sensor)등을 통한 구체적인 위치까지 파악할 수 있다.Such a motion sensor may grasp not only an approximate position through a satellite navigation device such as a global positioning system (GPS), but also a specific position through an acceleration sensor and a gyro sensor.
나아가 모션 센서를 통한 스마트 신발의 속력 측정으로 착용자의 걸음 여부 및 각 걸음 단위의 기준을 연산할 수 있다.Furthermore, by measuring the speed of the smart shoe through the motion sensor, it is possible to calculate whether the wearer walks or not and the criterion for each step unit.
다만 이러한 모션 센서는 스마트 신발의 위치를 항시 측정 가능한 상태, 즉 전류를 소모하는 상태를 유지해야 하며, 이로 인한 배터리 소모의 단점이 있을 수 있고, 이는 스마트 신발의 경량화에 단점을 갖게 된다.However, such a motion sensor must maintain a state that can always measure the position of the smart shoe, that is, a state that consumes current, and this may have a disadvantage in battery consumption, which has a disadvantage in reducing the weight of the smart shoe.
또, 기존 모션 센서만을 통해 움직임 궤적을 파악하는 경우 센서에 발생하는 노이즈로 인해 착용자의 걸음을 정확하게 구분하지 못하는 경우가 있으며, 이로 인한 누적 오차가 발생할 수 있다. 즉, 착용자의 걸음 단위의 기준을 잘못 연산하여 기록 측정에 문제가 발생할 수 있다.In addition, when a motion trajectory is identified through only the existing motion sensor, it may not be possible to accurately distinguish the wearer's steps due to noise generated by the sensor, which may result in a cumulative error. That is, a problem in recording measurement may occur by erroneously calculating the reference of the wearer's step unit.
따라서, 착용자의 걸음시 발생하는 압력을 온 신호 및 오프 신호와 같은 디지털 신호로 측정하여 착용자의 모션을 정확하게 측정할 필요가 있다.Accordingly, it is necessary to accurately measure the wearer's motion by measuring the pressure generated when the wearer walks with a digital signal such as an on signal and an off signal.
또한, 온 신호의 발생을 야기하는 도전 부재와 제1 회로부 간의 전기적 연결은 여러 가지 방식으로 행해질 수 있고, 그러한 도전 부재의 형상 및 성질 등에 따라 다양한 부수적인 효과가 기대될 수 있다.In addition, the electrical connection between the conductive member causing generation of the ON signal and the first circuit unit may be performed in various ways, and various ancillary effects may be expected depending on the shape and properties of the conductive member.
본 발명은 전술한 문제인 스마트 신발에 있어서 착용자의 모션을 정확하게 파악하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to accurately grasp the motion of the wearer in the smart shoe which is the above-mentioned problem.
또 다른 목적은 착용자의 모션을 파악함에 있어서 전력 소모를 최소화 하는 것을 그 목적으로 한다.Another object is to minimize power consumption in recognizing the wearer's motion.
또 다른 목적은 착용자의 모션을 파악하는 스마트 신발 모듈에서 발생하는 온 신호 또는 오프 신호를 명확하게 구분할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.Another object is to make it possible to clearly distinguish an on signal or an off signal generated by the smart shoe module that detects the wearer's motion.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 압력 스위치의 상부 외관을 형성하고 제1 방향으로 작용하는 특정 값 이상의 압력에 의해 탄성 거동하는 상부 케이스, 기 상부 케이스의 하단에 결합하여 상기 압력 스위치의 하단 외관을 형성하는 하부 케이스, 상기 하부 케이스에 실장되어 제1 회로부를 포함하는 기판, 상기 상부 케이스 및 상기 기판의 제1 회로부 사이에 구비되고, 상기 탄성 거동에 의해 상기 제1 회로부에 신호를 발생시키는 도전 부재 및 상기 제1 회로부에 발생한 신호를 처리하는 제어부를 포함하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.According to one aspect of the present invention in order to achieve the above or other objects, the upper case forming the upper exterior of the pressure switch and elastic behavior by pressure greater than or equal to a specific value acting in the first direction, coupled to the lower end of the upper case A lower case forming the lower end appearance of the pressure switch, a substrate mounted on the lower case and including a first circuit part, the upper case and the first circuit part provided between the first circuit part of the substrate, and the first circuit part by the elastic behavior It provides a smart shoe module including a conductive member for generating a signal and a control unit for processing the signal generated in the first circuit unit.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 도전 부재는 가변 저항 소자, 유전체 및 돔 캡 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, the conductive member provides a smart shoe module comprising at least one of a variable resistance element, a dielectric, and a dome cap.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 도전 부재가 가변 저항 소자인 경우, 상기 가변 저항 소자의 상면의 적어도 일 영역을 덮는 도전 레이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.According to another aspect of the present invention, when the conductive member is a variable resistance element, there is provided a smart shoe module further comprising a conductive layer covering at least one region of an upper surface of the variable resistance element.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 압력 스위치의 상부 외관을 형성하고 제1 방향으로 작용하는 특정 값 이상의 압력에 의해 탄성 거동하는 상부 케이스, 상기 상부 케이스의 하단에 결합하여 상기 압력 스위치의 하단 외관을 형성하는 하부 케이스, 상기 하부 케이스에 실장되어 제1 회로부를 포함하는 기판, 상기 상부 케이스 및 상기 기판의 제1 회로부 사이에 구비되고, 상기 탄성 거동에 의해 상기 제1 회로부에 신호를 발생시키는 피에조 소자 및 상기 제1 회로부에 발생한 신호를 처리하는 제어부를 포함하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, an upper case that forms the upper appearance of the pressure switch and elastically behaves by a pressure greater than or equal to a specific value acting in the first direction, coupled to the lower end of the upper case, the lower appearance of the pressure switch a lower case forming a lower case, a substrate mounted on the lower case including a first circuit unit, a piezo provided between the upper case and the first circuit unit of the substrate, and generating a signal to the first circuit unit by the elastic behavior It provides a smart shoe module including a control unit for processing a signal generated in the device and the first circuit unit.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 회로부에 발생한 신호의 전압을 기초로 사용자의 운동량을 연산하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, the control unit provides a smart shoe module, characterized in that it calculates the amount of exercise of the user based on the voltage of the signal generated in the first circuit unit.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 피에조 소자에서 발생한 전기를 공급받아 축전하는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a smart shoe module, characterized in that it further comprises a power supply for receiving the electricity generated from the piezo element and storing power.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 피에조 소자에 전압을 인가하는 전원공급를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전원공급부로 하여금 상기 피에조 소자에 기 설정된 제어 신호에 대응하는 전압을 인가하도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, further comprising a power supply for applying a voltage to the piezo element, wherein the control unit causes the power supply unit to apply a voltage corresponding to a preset control signal to the piezo element It provides a smart shoe module that is characterized.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기 설정된 제어 신호는, 상기 전압 인가 크기, 횟수 및 주기 중 적어도 하나를 달리하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, the preset control signal provides a smart shoe module, characterized in that at least one of the voltage application magnitude, number, and cycle is different.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스마트 신발 모듈의 위치정보를 측정 또는 전송하는 위치정보 모듈을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 위치정보 모듈에 의해 측정된 위치정보와 특정 위치와의 거리에 대응하여 상기 전압 인가의 주기를 달리하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, further comprising a location information module for measuring or transmitting location information of the smart shoe module, wherein the control unit, the distance between the location information measured by the location information module and a specific location It provides a smart shoe module, characterized in that the voltage application period is varied in response to.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스마트 신발 모듈은 상기 피에조 소자가 각각 구비된 좌측 스마트 신발 모듈 및 우측 스마트 신발 모듈을 포함하고, 상기 기 설정된 제어 신호는, 상기 각 피에조 소자 중 어느 한쪽에 전압을 인가하는 제1 제어 신호, 상기 각 피에조 소자 양쪽에 동시에 전압을 인가하는 제2 제어 신호 및 상기 각 피에조 소자 양쪽에 이시에 전압을 인가하는 제3 제어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈을 제공한다.Further, according to another aspect of the present invention, the smart shoe module includes a left smart shoe module and a right smart shoe module each provided with the piezo element, and the preset control signal is applied to either one of the piezo elements. Smart shoes comprising a first control signal for applying a voltage, a second control signal for simultaneously applying a voltage to both sides of each piezo element, and a third control signal for applying a voltage to both sides of each piezo element at this time module is provided.
본 발명에 따른 스마트 신발의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the smart shoe according to the present invention will be described as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 착용자의 모션을 해석하는데 가속도 센서 또는 자이로 센서를 사용함으로 인한 노이즈를 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that noise due to the use of the acceleration sensor or the gyro sensor to analyze the motion of the wearer can be minimized.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 스마트 신발 모듈에서 가속도 센서 또는 자이로 센서를 사용함으로 인한 전력 소모를 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that power consumption due to the use of the acceleration sensor or the gyro sensor in the smart shoe module can be minimized.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 온 신호 또는 오프 신호를 명확하게 구분할 수 있도록 착용자로부터 발생하는 압력에 의해 접촉되는 구조의 접촉 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage in that the contact reliability of the structure contacted by the pressure generated by the wearer can be improved so that the on signal or the off signal can be clearly distinguished.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, so it is understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of example only. should be
도 1은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈이 구비된 스마트 신발의 y-z 평면 단면도 이다.
도 3은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈 착용자가 걷는 모습과 그에 대응하여 발생하는 신호에 대한 대응을 시계열적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈에 대한 순서도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 도전 부재 및 제1 회로부를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈의 일 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈의 분해 사시도이다.
도 8은 도 6의 A-A' 방향 단면도이다.
도 9는 도전 부재가 가변 저항 소자인 경우에 대한 스마트 신발 모듈의 일부를 도시한 것이다.
도 10은 도전 부재가 피에조 소자인 경우의 스마트 신발 모듈에 관한 블록도이다.
도 11은 도전 부재가 피에조 소자인 경우의 스마트 신발 모듈에 관한 블록도이다.
도 12내지 도 15는 피에조 소자를 통해 사용자에게 알림 기능을 제공하는 실시 예들을 도시한 것이다.
도 16은 유전체를 도전 부재로 사용한 경우의 일 실시 예이다.
도 17은 유전체가 구비된 스마트 신발 모듈의 측면 개략도이다.
도 18은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈의 일 실시 예를 도시한 것이다.
도 19는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈의 일 실시 예를 도시한 것이다.1 is a block diagram for explaining a smart shoe module related to the present invention.
2 is a yz plane cross-sectional view of a smart shoe equipped with a smart shoe module related to the present invention.
3 is a time-series diagram illustrating a walking mode of a wearer of a smart shoe module related to the present invention and a response to a signal generated in response thereto.
4 is a flowchart for a smart shoe module related to the present invention.
5 is a view showing a conductive member and a first circuit unit related to the present invention.
6 shows an example of a smart shoe module related to the present invention.
7 is an exploded perspective view of a smart shoe module related to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along AA′ of FIG. 6 .
9 shows a part of a smart shoe module for a case in which the conductive member is a variable resistance element.
10 is a block diagram of a smart shoe module when the conductive member is a piezo element.
11 is a block diagram of a smart shoe module when the conductive member is a piezo element.
12 to 15 illustrate embodiments in which a notification function is provided to a user through a piezo element.
16 is a diagram illustrating an example in which a dielectric is used as a conductive member.
17 is a side schematic view of a smart shoe module with a dielectric.
18 shows an embodiment of a smart shoe module related to the present invention.
19 shows an embodiment of a smart shoe module related to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
최근 이동 단말기(terminal)는 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되는 등 과거의 통신 기능에서 나아가 컨텐츠의 생산 및 소비에 관련된 기능을 수행하는 스마트 폰의 형태로 구현되고 있다.Recently, a mobile terminal has been implemented in the form of a smart phone that performs functions related to content production and consumption in addition to the communication functions of the past, such as being implemented in the form of a multimedia player with complex functions.
스마트 단말기의 형태는 종래의 모바일 단말기뿐만 아니라 다양한 사물들에 확장되어 각 사물들 독립적으로, 또는 스마트 단말기 또는 사물 서로간에 연동하여 다양한 기능 수행하도록 확장되고 있다.The form of a smart terminal is extended to various things as well as a conventional mobile terminal to perform various functions independently of each thing or by interworking with the smart terminal or things.
특히 스마트 단말기는 사용자 등에 착용 가능한 물건, 즉 웨어러블 디바이스에도 광범위하게 적용되게 된다.In particular, the smart terminal is widely applied to wearable items such as wearable devices.
웨어러블 디바이스는 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display) 등과 같은 장치부터, 사용자에게 필수적으로 착용 해야하는 의류, 신발의 제품까지 포함할 수 있다.Wearable devices may include devices such as smartwatches, smart glasses, and head mounted displays (HMDs), to clothing and footwear products that are essential for users.
웨어러블 디바이스로서의 신발, 이른바 스마트 신발은 일반적으로 착용자의 활동에 대한 정보를 분석하여 모바일 단말기 등의 스마트 단말기를 통해, 또는 자체적으로 사용자에게 알리는 기능을 주로 수행하게 된다.A shoe as a wearable device, so-called smart shoe, generally performs a function of notifying a user through a smart terminal such as a mobile terminal or by itself by analyzing information on a wearer's activity.
구체적으로, 스마트 신발은 착용자가 스마트 신발을 착용한 상태에서의 활동 시간, 활동 거리, 활동 궤적 등을 추적, 센싱 또는 기록 하는 기능 등을 수행한다.Specifically, the smart shoe performs a function of tracking, sensing, or recording an activity time, activity distance, activity trajectory, etc. in a state in which the wearer wears the smart shoe.
이러한 착용자의 활동 거리 및 활동 궤적과 같은 2차원 또는 3차원 공간상의 스마트 신발의 위치 등을 측정하는데 모션 센서가 사용된다.A motion sensor is used to measure the location of the smart shoe in a two-dimensional or three-dimensional space, such as an activity distance and an activity trajectory of the wearer.
이러한 모션 센서는 GPS(Global Positioning System)와 같은 위성항법장치를 통한 대략적인 위치뿐만 아니라, 가속도 센서(acceleration sensor) 및 자이로 센서(gyro sensor)등을 통한 구체적인 위치까지 파악할 수 있다.Such a motion sensor may grasp not only an approximate position through a satellite navigation device such as a global positioning system (GPS), but also a specific position through an acceleration sensor and a gyro sensor.
나아가 모션 센서를 통한 스마트 신발의 속력 측정으로 착용자의 걸음 여부 및 각 걸음 단위의 기준을 연산할 수 있다.Furthermore, by measuring the speed of the smart shoe through the motion sensor, it is possible to calculate whether the wearer walks or not and the criterion for each step unit.
다만 이러한 모션 센서는 스마트 신발의 위치를 항시 측정 가능한 상태, 즉 전류를 소모하는 상태를 유지해야 하며, 이로 인한 배터리 소모의 단점이 있을 수 있고, 이는 스마트 신발의 경량화에 단점을 갖게 된다.However, such a motion sensor must maintain a state that can always measure the position of the smart shoe, that is, a state that consumes current, and this may have a disadvantage in battery consumption, which has a disadvantage in reducing the weight of the smart shoe.
또, 기존 모션 센서만을 통해 움직임 궤적을 파악하는 경우 센서에 발생하는 노이즈로 인해 착용자의 걸음을 정확하게 구분하지 못하는 경우가 있으며, 이로 인한 누적 오차가 발생할 수 있다. 즉, 착용자의 걸음 단위의 기준을 잘못 연산하여 기록 측정에 문제가 발생할 수 있다.In addition, when a motion trajectory is identified through only the existing motion sensor, it may not be possible to accurately distinguish the wearer's steps due to noise generated by the sensor, which may result in a cumulative error. That is, a problem in recording measurement may occur by erroneously calculating the reference of the wearer's step unit.
도 1은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining a
스마트 신발 모듈(200)은 무선 통신부(310), 입력부(320), 센싱부(340), 출력부(350), 인터페이스부(360), 메모리(370), 제어부(380) 및 전원공급부(390) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 스마트 신발 모듈(200)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 스마트 신발 모듈(200)은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(310)는, 스마트 신발 모듈(200)과 무선 통신 시스템 사이, 스마트 신발 모듈(200)과 다른 이동 단말기 사이, 또는 스마트 신발 모듈(200)과 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(310)는, 스마트 신발 모듈(200)을 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.More specifically, among the above components, the
이러한 무선 통신부(310)는 근거리 통신 모듈(311), 위치정보 모듈(312) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
근거리 통신 모듈(311)은 블루투스(Bluetooth) 방식을 통해 스마트 신발 모듈(200)과 연결되어 데이터를 송/수신 할 수 있다.The short-
위치정보 모듈(312)은 스마트 신발 모듈(200)의 위치정보를 측정 또는 전송하는 역할을 수행하는 것으로서, 후술할 모션 센서(343)와 중복되는 개념을 포함할 수 있다.The
입력부(320)는 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부(321, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(320)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다. 입력부(320)는 스마트 신발 모듈(200)의 기능을 활성화 또는 비활성화 시키는 온/오프의 기능을 입력 받는 역할을 수행할 수도 있으며, 생산 비용 절감 또는 경량화를 위해 필요에 따라 생략될 수도 있다.The
센싱부(340)는 스마트 신발 모듈(200) 내 정보, 스마트 신발 모듈(200)을 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(340)는 근접센서(341, proximity sensor), 조도 센서(342, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(344, acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(345, gyroscope sensor, 이하 자이로 센서라 한다.), 모션 센서(343, motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 스마트 신발 모듈은(200), 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The
특히, 본 발명에서 언급하는 가속도 센서(344)와 자이로 센서(345)는 모션 센서(343)에 포함될 수 있다.In particular, the
스마트 신발 모듈(200)에 실장된 모션 센서(343)는 스마트 신발 모듈(200)의 움직임을 직접적으로 센싱하는 구성을 의미할 수 있다. 모션 센서(343)는 가속도 센서(344) 및 자이로 센서(345)를 포함할 수 있다. 필요에 따라 가속도 센서(344) 및 자이로 센서(345) 중 어느 하나 만을 구비할 수도 있다.The
모션 센서(343)를 통해 스마트 신발 모듈(200)의 2차원 또는 3차원 상의 위치 및 시간에 대한 위치변화와 같은 움직임을 센싱할 수 있다.Through the
제어부(380)는 모션 센서(343)에 필요한 전류를 전원공급부(390)가 공급하도록 제어할 수 있다. 제어부(380)는 연산처리 장치(CPU)와 같은 MCU(Micro Controller Unit) 물리적 구성을 포함할 수 있다.The
모션 센서(343) 및 제어부(380)는 스마트 신발 모듈(200)에 포함되어 구비될 수도 있고, 또는 별도의 구성으로 스마트 신발(100)에 실장될 수도 있다.The
압력 센서(346)는 스마트 신발 모듈(200)이 수행할 수 있다. 압력 센서(346)는 기능상 모션 센서(343)에 포함되는 개념이 될 수 있으나, 본 발명에서는 모션 센서(343)는 가속도 센서(344) 및 자이로 센서(345)를 포함하고, 압력 센서(346)는 모션 센서(343)와 독립적인 구성으로 구분하여 서술하도록 한다.The
출력부(350)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(351), 음향 출력부(352), 햅팁 모듈(353), 광 출력부(354) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
인터페이스부(360)는 스마트 신발 모듈(200)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(360)는, 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 스마트 신발 모듈(200)에서는, 상기 인터페이스부(360)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절한 제어를 수행할 수 있다.The
또한, 메모리(370)는 스마트 신발 모듈(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(370)는 스마트 신발 모듈(200)에서 구동되는 제어부의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다.In addition, the
제어부(380)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 스마트 신발 모듈(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(380)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(370)에 저장된 데이터, 명령어들을 사용함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.The
전원공급부(390)는 제어부(380)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 스마트 신발 모듈(200)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(390)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.The
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 스마트 신발 모듈(200)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 스마트 신발 모듈(200)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(370)에 저장된 적어도 하나의 데이터, 명령어를 통하여 스마트 신발 모듈(200) 상에서 구현될 수 있다.At least some of the respective components may operate in cooperation with each other in order to implement the operation, control, or control method of the
도 2는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)이 구비된 스마트 신발(100)의 y-z 평면 단면도 이다.2 is a y-z plane cross-sectional view of the
밑창 프레임(110)은 착용자의 발 바닥이 닿는 직/간접적 영역을 의미한다. 즉, 스마트 신발 모듈(200)에 있어서, 착용자의 발과 바닥 사이에 구비되는 영역의 프레임을 의미할 수 있다. 밑창 프레임(110)은 착용자의 발 바닥이 직접적으로 닿는 인솔(111, insole), 스마트 신발 모듈(200)의 최하단에 구비되어 외부, 즉 지면과 직접적으로 닿는 아웃솔(113, outsole) 및 인솔(111)과 아웃솔(113)의 사이에 구비되어 일정 부피를 형성하는 미드솔(112, midsole)로 구성될 수 있다.The
인솔(111)은 흔히 말하는 깔창이 될 수도 있으나, 필요에 따라 인솔(111)과 미드솔(112)의 구분 없이 일체형으로 구성될 수도 있고, 별개의 부재이나 접착제 등에 의해 결합 형태로 구비될 수도 있다.The
스마트 신발 모듈(200)은 밑창 프레임(110)에 구비될 수 있다. 스마트 신발 모듈(200)은 착용자의 보행 또는 주행에 의해 바닥에 닿는 경우 일정 압력이 작용하여 압력 작용 여부를 신호화 또는 데이터화 할 수 있다.The
도 3은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200) 착용자(400)가 걷는 모습과 그에 대응하여 발생하는 신호에 대한 대응을 시계열적으로 도시한 것이다.FIG. 3 is a time-series diagram illustrating a walking mode of the
착용자(400)가 스마트 신발 모듈(200)을 신고 바닥에 디딜 때 스마트 신발 모듈(200)에 온 신호가, 스마트 신발 모듈(200)을 신고 바닥에서 떨어지는 경우 스마트 신발 모듈(200) 의한 오프 신호가 발생할 수 있다.When the
도 3의 ②내지 ④의 상태에 특정 이상의 압력 값이 작용하여 스마트 신발 모듈(200)에 값 1, 즉 온 신호가 발생하고, 나머지 ① 및 ⑤-⑦의 경우에는 특정 미만의 압력 값이 작용하여 스마트 신발 모듈(200)에 값 0, 즉 오프 신호가 발생할 수 있다.In the state of ② to ④ of FIG. 3, a pressure value above a certain level is applied, and a
즉, 스마트 신발 모듈(200) 착용자의 몸이 지면을 디디게 되고, 지면과 스마트신발(100) 착용자의 몸 사이에 구비된 스마트 신발 모듈(200), 특히 스마트 신발 모듈(200)에 압력이 작용하여 온 신호가 발생할 수 있다.That is, the wearer's body of the
스마트 신발 모듈(200)에 발생하는 온 신호는 신호 발생 임계 압력 값을 가질 수 있다.The ON signal generated in the
신호 발생 임계 압력 값의 이상의 압력이 스마트 신발 모듈(200)에 가해지는 경우 스마트 신발 모듈(200)에 온 신호가 발생할 수 있다.When a pressure greater than or equal to the signal generation threshold pressure value is applied to the
신호 발생 임계 압력 값은 스마트 신발 모듈(200)의 물질 강성, 탄성, 스마트 신발 모듈(200)의 크기 또는 도전 부재와 제1 회로부 간의 간격 등에 따라서 정해질 수 있다.The signal generation threshold pressure value may be determined according to material rigidity and elasticity of the
예를 들어, 신호 발생 임계 압력 값을 더 크게 하는 경우 온 신호가 발생할 수 있는 압력 임계치는 더욱 높아지므로 ② 또는 ③의 경우에만 스마트 신발 모듈(200)에 값 1, 즉 온 신호가 발생하고, 나머지 ① 및 ④-⑦의 경우에는 스마트 신발 모듈(200)에 값 0, 즉 오프 신호가 발생할 수 있다.For example, if the signal generation threshold pressure value is made larger, the pressure threshold at which the ON signal can be generated becomes higher, so the
따라서 이러한 결과를 통해 착용자의 한 걸음의 시작과 끝을 판단할 수 있으며, 걸음이 반복되는 경우 각 걸음의 주기를 파악할 수 있다.Therefore, it is possible to determine the start and end of one step of the wearer through these results, and when the step is repeated, the cycle of each step can be grasped.
도 3을 예로 드는 경우, ②를 걸음의 시작으로 해석하여, ⑦을 지나 ①이되는 지점을 한 걸음의 끝으로 해석할 수 있다.In the case of taking FIG. 3 as an example, ② can be interpreted as the start of a step, and a point passing through ⑦ and becoming ① can be interpreted as the end of a step.
또한 이러한 ②에서 ②로의 변화가 반복되는 경우 한 주기를 한 걸음으로 파악하여 복수의 걸음을 해석할 수 있다.Also, if the change from ② to ② is repeated, one cycle can be identified as one step and multiple steps can be interpreted.
즉, 종전 모션 센서(343, 도1 참조), 즉 가속도 센서(344, 도 1 참조) 또는 자이로 센서(345, 도 1 참조)를 통한 걸음의 단위를 해석한 스마트 신발 모듈(200)의 속력 값이 0인 지점을 해석한 경우에는 여러 변수, 즉 노이즈가 작용하여 오차가 생길 수 있으나, 스마트 신발 모듈(200)의 온/오프 신호를 통해 이러한 노이즈를 제거하여 정확한 걸음 단위를 구분할 수 있다.That is, the speed value of the
스마트 신발 모듈(200)는 발 바닥에서 밑창 프레임(110, 도 2참조)을 향하는 방향, 즉 하단 방향에 대한 압력 작용 여부에 따라 동작할 수 있다. 다만, 반드시 하단 방향일 것을 요구하는 것은 아니며, 필요에 따라 하단 방향에 대해 일정 각도 어긋난 방향에 대한 압력을 기준으로 동작할 수도 있으며, 복수개의 스마트 신발 모듈(200)가 구비되는 경우에는 여러 방향에 대해 동작할 수도 있다.The
이러한 압력의 방향은 착용자의 일반적인 걸음 및 힘 작용에 근거할 수도 있으며, 또는 개인마다 다른 착용자의 걸음 및 힘 작용에 근거하여 달라질 수도 있다.The direction of this pressure may be based on the wearer's general gait and force action, or may vary based on the wearer's different gait and force action for each individual.
임계 압력 값이라고 함은 착용자의 키, 몸무게 및 발 사이즈 등 신체적, 습관적인 요인에 따라 다르게 적용될 수도 있다. 다만, 스마트 신발 모듈(200)의 온/오프 여부는 재료 및 구조에 종속하므로 재료 및 구조가 정해진 스마트 신발 모듈(200)은 정해진 임계 압력 값을 갖게 된다.The critical pressure value may be applied differently depending on physical and habitual factors such as height, weight, and foot size of the wearer. However, since the on/off of the
도 4는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)에 대한 순서도이다.4 is a flowchart for a
제어부(380)는 스마트 신발 모듈(200)의 온 신호 또는 오프 신호에 기초하여 모션 센서(343)의 전류 공급 및 제어를 수행할 수 있다.The
스마트 신발 모듈(200)에 오프 신호가 일정 시간 이상 계속해서 발생하는 경우, 착용자가 스마트 신발 모듈(200)을 착용하지 않고 있거나, 움직이지 않는 것으로 해석될 수 있다.When the off signal continuously occurs in the
따라서 제어부(380)는 모션 센서(343)를 비활성화 하여 스마트 신발 모듈(200)에 소모되는 전력을 최소화는 시스템 슬립 모드를 수행할 수 있다(S101).Accordingly, the
시스템 슬립 모드 중 스마트 신발 모듈(200)에 온 신호가 발생하는 경우 착용자가 스마트 신발 모듈(200)을 착용하여 활동을 하는 것으로 해석될 수 있다(S102).When an on signal is generated in the
따라서 시스템 슬립 모드 중에 발생한 스마트 신발 모듈(200)의 온 신호의 전류는 제어부(380)를 활성화 시킬 수 있다(S103). 제어부(380)가 이미 활성화 된 상태인 경우에는 본 단계가 생략될 수도 있다.Accordingly, the current of the on signal of the
활성화 된 제어부(380)는 스마트 신발 모듈(200)의 시스템 슬립 모드를 해제하고 시스템을 구동시킬 수 있다. 시스템의 구동은 스마트 신발 모듈(200)에 구비된 각종 전자 부품 및 센서류를 구동하는 것을 의미할 수 있다. 특히, 모션 센서(343)를 활성화 하여 가속도 센서(344) 및 자이로 센서(345)를 이용하여 스마트 신발 모듈(200)의 움직임을 센싱 하도록 제어할 수 있다(S104).The activated
제어부(380)는 실시간으로 스마트 신발 모듈(200)의 온 신호 및 오프 신호의 발생 시간 간격(Interval)과 기 설정된 시간 간격(Interval)을 비교한다(S105).The
스마트 신발 모듈(200)의 온 신호 및 오프 신호의 발생 시간 간격이 기 설정된 시간 간격 이내인 경우, 즉, 온 값인1의 값이 일정 시간 이내에 수신되는 경우 계속해서 스마트 신발 모듈(200) 시스템의 구동을 유지할 수 있다. 특히, 모션 센서(343)의 활성화를 계속해서 유지시킬 수 있다(S106).If the time interval between the on signal and the off signal of the
반면, 스마트 신발 모듈(200)의 온 신호 및 오프 신호의 발생 시간 간격이 기 설정된 시간 간격을 초과하는 경우, 즉, 오프 값인 0의 값이 일정 시간 이상 계속되는 경우 제어부(380)는 스마트 신발 모듈(200)의 시스템 전체를 비 활성화, 즉 시스템 슬립 모드로 전환 시킬 수 있다. 특히 제어부(380)는 모션 센서(343)에 대한 전류 차단 및 비활성화를 수행할 수 있다.On the other hand, when the generation time interval of the on signal and the off signal of the
도 5는 본 발명과 관련된 도전 부재(230) 및 제1 회로부(251)를 도시한 것이다.5 illustrates a
압력도전 부재(230)는 제1 회로부(251)와 연계되어 작동할 수 있다. 제1 회로부(251)는 기판(250) 내에 실장되어 적어도 일 영역이 기판(250)에 노출되어 구비될 수 있다. 도 5는 설명의 편의를 위해 도전 부재(230) 및 제1 회로부(251)는 결합전 상태를 대략적으로 도시한 것이며 도전 부재(230)는 또 다른 별도의 부재에 의해 기판(250)과 이격되어 고정되거나 접촉하여 고정될 수 있다.The pressure
압력스마트 신발 모듈(200)에 특정 값 미만의 압력이 작용하는 경우 도전 부재(230)는 제1 회로부(251)를 전기적으로 분리된다.When a pressure less than a specific value is applied to the pressure
압력도전 부재(230)에 의해 제1 회로부(251)가 연결되기 전까지 제1 회로부(251)는 개회로, 즉, 전기적으로 열린 상태를 유지할 수 있다. 이러한 열린 상태의 제1 회로부(251)는 이격된 두 개의 접촉 단자(2511)에 의해 구현될 수 있다.Until the
압력스마트 신발 모듈(200)에 특정 값 이상의 압력이 작용하는 경우 도전 부재(230)는 제1 회로부(251)의 접촉 단자(2511) 전기적으로 연결될 수 있다.When a pressure greater than or equal to a specific value is applied to the pressure
이격된 두 개의 접촉 단자(2511)는 도전 부재(230)에 의해 전기적으로 연결되어 제1 회로부(251)가 폐회로가 되도록 할 수 있다. 제1 회로부(251)가 폐회로를 구성하면 전류 또는 신호가 발생할 수 있다.The two spaced apart
전기적인 접촉에 의해 제1 회로부(251)는 전류 또는 신호를 발생시킬 수 있다.The
제어부(380, 도 1참조)는 제1 회로부(251)에 발생된 전류 또는 신호의 여부를 온/오프(on/off) 신호로 인식하고 그 온/오프 신호를 근거로 다양한 후속 동작을 제어할 수 있다.The controller 380 (refer to FIG. 1) recognizes whether a current or a signal generated in the
제1 회로부(251)의 전류 또는 신호의 발생에 따라 제어부(380, 도 1참조)는 온/오프 신호를 인식한다고 하여 별도의 독립된 과정으로 해석될 수 있으나, 이는 동일한 하나의 회로에서 수행되는 하나의 동작을 의미할 수 있다. 즉, 제1 회로부(251)에서 발생한 전류는 곧바로 제어부(380, 도 1참조)를 전기적으로 연결하여 그 자체로 온 신호로 인식할 수 있다.According to the generation of a current or signal in the
도 6은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)의 일 예를 도시한 것이다.6 shows an example of a
도 6(a)는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)의 정면 사시도 이고, 도 6(b)는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)의 후면 사시도 이다.Figure 6 (a) is a front perspective view of the
스마트 신발 모듈의 외관을 형성하는 하우징은 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함할 수 있다. 또는 상부 케이스와 하부 케이스는 유니 바디 형태로 형성될 수도 있으나, 본 발명에서는 상부 케이스와 하부 케이스가 별도의 바디로 형성되어 결합하는 경우를 전제로 설명하겠다.The housing forming the exterior of the smart shoe module may include an upper case and a lower case. Alternatively, the upper case and the lower case may be formed in a unibody shape, but in the present invention, it will be described on the premise that the upper case and the lower case are formed as separate bodies and combined.
또한, 상부 케이스 및 하부 케이스의 상부 및 하부는 본 발명의 설명의 편의를 위해 한정하고 있는 것일 뿐, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 상부 케이스 및 하부 케이스의 경우가 서로 바뀌어 구비될 수도 있고, 또는 상부 케이스 및 하부 케이스가 아닌 제1 케이스 및 제2 케이스의 결합으로 구비될 수도 있다. 또는 세 개 이상의 케이스의 결합으로 형성될 수도 있음은 물론이다.In addition, the upper and lower portions of the upper case and the lower case are only limited for convenience of description of the present invention, and the case of the upper case and the lower case may be provided interchangeably within the scope that does not impair the purpose of the present invention. , or may be provided as a combination of the first case and the second case rather than the upper case and the lower case. Or, of course, it may be formed by a combination of three or more cases.
도 7은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of the
스마트 신발 모듈(200)은 기판압력센서(346, 도 1참조)의 기능을 수행하는 부품을 실장하는 구조적 단위를 의미할 수 있으며, 물리적으로는 하우징(260) 내에 실장된 구성 전체를 포함할 수 있다.The
하우징(260)은 기판(250) 등의 부품을 실장할 수 있다. 하우징(260) 전면에 구비된 상부 케이스(261) 및 하부 케이스(262)의 결합으로 구성될 수 있다.The
전원공급부(390)는 하우징(260)내에 실장되어 제어부(380) 등에 전력을 공급하는 역할을 수행할 수 있다.The
전원공급부(390)의 원할한 교체를 위해 하부 케이스(262)에 결합하는 배터리 커버(274)를 포함할 수 있다.It may include a
배터리 커버(274)와 하부 케이스(262) 사이의 틈을 방수 링(275)이 막아 방수에 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.The
도 8은 도 6의 A-A' 방향 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 6 .
상부 케이스(261)는 스마트 신발 모듈(200)의 상부 외관을 형성하고 제1 방향으로 작용하는 특정 값 이상의 압력에 의해 탄성 거동할 수 있다. 제1 방향은 특히 착용자의 발에서 지면 방향을 의미할 수 있다. 즉, 상부 케이스(261)에서 하부 케이스(262) 방향을 의미할 수 있다.The
특정 값 이상의 압력은 전술한 신호 발생 임계 압력 값을 의미할 수 있다.A pressure greater than or equal to a specific value may mean the above-described signal generation threshold pressure value.
상부 케이스(261)는 착용자의 발 바닥에서 도전 부재(230)로 압력이 잘 전달될 수 있도록 얇은 평면 형상을 띨 수 있고, 도전 부재(230)와 직접적으로 맞닿아 구비될 수 있다. 상부 케이스(261)의 외측면은 볼록하게 형성되어 착용자의 발 또는 착용자의 발에서 압력이 전달된 깔창으로부터의 압력이 상부 케이스(261)에 잘 전달되도록 할 수 있다. 상부 케이스(261)는 필요에 따라 탄성을 갖는 물질을 포함하여 도전 부재(230)에 압력을 잘 전달할 수 있도록 할 수 있다. 일 예로, 상부 케이스(261)는 실리콘(Silicone)의 소재로 형성될 수 있다.The
하부 케이스(262)는 상부 케이스(261)의 하단에 결합하여 스마트 신발 모듈(200)의 하단 외관을 형성할 수 있다.The
제1 회로부(251)는 상부 케이스(261) 및 하부 케이스(262)가 형성하는 하우징(260)에 실장되어 구비될 수 있으며, 특히 하부 케이스(262)에 고정될 수 있다.The
제1 회로부(251)의 일부는 기판(250)의 일면에 노출되어 후술할 도전 부재(230)와 접촉하고 있거나 접촉할 수 있도록 구비될 수 있다.A portion of the
제1 회로부(251)는 필름 및 금속전극의 결합 형태로 구비될 수도 있고, 또는 필름 및 전도성 폴리머의 형태로 구비될 수도 있다. 또는 필름 및 CNT의 형태로 구비될 수도 있고, 필름 및 그래핀(Graphene)의 형태로 구비될 수도 있다.The
또는 제1 회로부(251)는 사출물과 MID(Mold Interconnect Devices)의 형태로 구비될 수도 있다.Alternatively, the
기판(250)은 제1 회로부(251)를 실장할 수 있다. 기판(250)은 모션 센서(343)를 구동하기 위한 제2 회로부를 실장할 수도 있다. 기판(250)은 제어부(380, 도 1참조)를 실장할 수도 있다. 하지만 반드시 모션 센서(343), 제2 회로부 또는 제어부(380)를 스마트 신발 모듈(200)이 구비하는 것은 아니며 필요에 따라 스마트 신발(100)은 독립적으로 분리된 별도의 모션 센서(343), 제2 회로부 또는 제어부(380, 도 1참조)중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.The
도전 부재(230)는 제1 회로부(251)에 전기 신호를 발생시키도록 할 수 있다.The
도전 부재(230)는 상부 케이스(261) 및 하부 케이스(262)가 형성하는 하우징(260)에 실장되어 구비될 수 있으나, 특히 상부 케이스(261)의 내측에 구비될 수 있다.The
상부 케이스(261)에 작용하는 압력에 의한 탄성 거동으로 도전 부재(230)는 제1 회로부(251)에 신호를 발생시킬 수 있다.The
즉, 도전 부재(230)는 제1 회로부(251)에 접촉하여 상부 케이스(261)에 작용한 특정 값 이상의 압력의 여부에 따라 압력 센서(364, 도 1참조) 기능을 수행할 수 있다. 특정 값 이상의 압력이 스마트 신발 모듈(200)에 작용하는 경우 제1 회로부(251)에 전기적 신호가 발생할 수 있다.That is, the
도전 부재(230)는 제1 회로부(251)에 접촉하거나 접촉한 상태에서 압력을 받아 제1 회로부(251)를 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 도전 부재(230)는 전류를 잘 흐르게 하는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 따라서 도전성 실리콘(Silicone), 금속 개스킷(Gasket), 금속 판재 또는 금속 증착, 전도성 폴리머(Conductive Polymer), CNT, 그래핀(Graphene) 등이 될 수도 있다.The
또는 사출물과 MID(Mold Interconnect Device)의 결합으로 구성될 수도 있다.Alternatively, it may be composed of a combination of an injection molded product and a MID (Mold Interconnect Device).
설명의 편의상 스마트 신발 모듈(200)에 아무런 압력이 작용하지 않은 상태를 중립 상태로 명명하고, 스마트 신발 모듈(200)에 특정 값 이상의 압력이 작용한 상태를 압축 상태로 명명하도록 한다.For convenience of description, a state in which no pressure is applied to the
압축 상태의 스마트 신발 모듈(200)에서는 도전 부재(230) 및 제1 회로부(251)는 물리적으로 서로 접촉하고 있을 수 있다. 반면에 중립 상태의 스마트 신발 모듈(200)에서는 실시 예에 따라 도전 부재(230) 및 제1 회로부(251)는 물리적으로 이격될 수도 있고, 또는 물리적으로 이미 접촉 상태를 유지하고 있을 수도 있다.In the
필요에 따라 도전 부재(230) 및 제1 회로부(251)가 물리적으로 접촉하고, 상부 케이스(261)의 내측면과 도전 부재(230)가 이격되어 있을 수도 있다.If necessary, the
이하에서는 도전 부재(230)의 구성 물질 및 형상 등에 따라서 발생할 수 있는 다양한 실시 예에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, various embodiments that may occur depending on the material and shape of the
<제1 실시 예><First embodiment>
도 9는 도전 부재(230)가 가변 저항 소자(230-1)인 경우에 대한 스마트 신발 모듈(200)의 일부를 도시한 것이다.9 illustrates a part of the
도전 부재(230)는 가변 저항 소자(230-1)를 포함할 수 있다. 가변 저항 소자(230-1)는 가변 저항 소자(230-1)에 가해지는 하중에 따라 저항이 감소되는 물질을 의미할 수 있다.The
중립 상태의 스마트 신발 모듈(200)에서 가변 저항 소자(230-1)는 제1 회로부(251)와 일정 간격을 형성할 수도 있고, 또는 제1 회로부(251)와 접하고 있을 수도 있다. 후자의 경우 가변 저항 소자(230-1)의 일면은 상부 케이스(261)에 접하고 타면은 제1 회로부(251)에 접할 수 있다.In the
또는 가변 저항 소자(230-1)는 기판(250)에 고정되어 제1 회로부(251)에 접한 상태로 구비되고, 상부 케이스(261)의 내측면(2611)과 이격되어 구비될 수도 있다.Alternatively, the variable resistance element 230-1 may be fixed to the
압축 상태의 스마트 신발 모듈(200)에서 가변 저항 소자(230-1)는 저항이 감소하여 제1 회로부(251)에 신호를 발생시키도록 할 수 있다.In the
가변 저항 소자(230-1)는 제1 회로부(251)와 접촉한 상태에서도 압력 정도에 따라 저항이 변경될 수 있다. 따라서 상술한 스마트 신발 모듈(200)의 온 신호와 오프 신호는 가변 저항 소자(230-1)와 제1 회로부(251)의 물리적인 접촉 여부를 기준으로 할 것이 아니라, 가변 저항 소자(230-1)의 저항이 특정 값 이하가 되는 지점을 기준으로 온 신호 및 오프 신호로 인식하도록 제어부(380)의 연산이 필요할 수 있다.The resistance of the variable resistance element 230-1 may be changed according to the degree of pressure even in a state in which it is in contact with the
다만, 가변 저항 소자(230-1)는 압축 방향에 대해 낮은 저항으로 변하므로, 상하 방향으로 압축되는 경우, 제1 회로부(251)를 폐회로로 형성하지 못하여 신호 발생에 대한 신뢰도를 확보하지 못할 수도 있다.However, since the variable resistance element 230-1 has a low resistance with respect to the compression direction, when it is compressed in the vertical direction, the
따라서, 이를 보완하기 위해 가변 저항 소자(230-1)의 상면의 적어도 일 영역을 덮는 도전 레이어(231)를 더 포함할 수 있다.Accordingly, in order to compensate for this, a
가변 저항 소자(230-1)의 세로 방향의 전류 흐름은 가로 방향의 도전 레이어(231)를 타고 제1 회로부(251)를 폐회로로 구성할 수 있다.A current flow in the vertical direction of the variable resistance element 230-1 may travel through the
<제2 실시 예><Second embodiment>
도전 부재(230)는 특히 피에조(Piezo) 소자(230-2)가 될 수 있다.In particular, the
피에조 소자(230-2)는, 피에조 소자(230-2)에 작용된 압력에 따라 전류및 전압을 발생하거나, 반대로 전류 및 전압을 피에조 소자(230-2)에 흘려주는 경우 피에조 소자(230-2)가 물리적으로 거동하는 소자를 의미할 수 있다.The piezo element 230-2 generates current and voltage according to the pressure applied to the piezo element 230-2, or, conversely, when flowing current and voltage to the piezo element 230-2, the piezo element 230- 2) may mean a device that physically behaves.
중립 상태의 스마트 신발 모듈(200)에서 피에조 소자(230-2)는 제1 회로부(251)와 일정 간격을 형성할 수도 있고, 또는 제1 회로부(251)와 접하고 있을 수도 있다. 후자의 경우 피에조 소자(230-2)의 일면은 상부 케이스(261)에 접하고 타면은 제1 회로부(251)에 접할 수 있다.In the
또는 피에조 소자(230-2)는 기판(250)에 고정되어 제1 회로부(251)에 접한 상태로 구비되고, 상부 케이스(261)의 내측면(2611)과 이격되어 구비될 수도 있다.Alternatively, the piezo element 230 - 2 may be fixed to the
압축 상태의 스마트 신발 모듈(200)의 피에조 소자(230-2)가 압축되면 전류 또는 전압이 발생할 수 있다. 이때, 압축정도와 발생 전류 또는 전압은 비례하는 경향을 가질 수 있다.When the piezo element 230 - 2 of the
피에조 소자(230-2)에 발생한 전류 또는 전압은 제1 회로부(251)를 통해 전기 신호로 형성되고, 제어부(380)는 제1 회로부(251)에 발생한 신호의 전류 또는 전압을 기초로 압력의 정도를 측정하거나 특정 값 이상의 압력이 스마트 신발 모듈(200)에 가해졌는지를 판단할 수 있다.The current or voltage generated in the piezo element 230 - 2 is formed as an electric signal through the
피에조 소자(230-2)는 제1 회로부(251)와 접촉한 상태에서도 압축 정도에 따라 발생 전압이 변경될 수 있다. 따라서 상술한 스마트 신발 모듈(200)의 온 신호와 오프 신호는 피에조 소자(230-2)와 제1 회로부(251)의 물리적인 접촉 여부를 기준으로 할 것이 아니라, 피에조 소자(230-2)로 인한 발생 전류 또는 전압이 특정 값 이상이 되는 지점을 기준으로 온 신호 및 오프 신호로 인식하도록 제어부(380)의 연산이 필요할 수 있다.Even in a state in which the piezo element 230 - 2 is in contact with the
도 10은 도전 부재(230)가 피에조 소자(230-2)인 경우의 스마트 신발 모듈(200)에 관한 블록도이다.10 is a block diagram of the
피에조 소자(230-2)는, 피에조 소자(230-2)에 작용된 압력에 따라 전류및 전압을 발생할 수 있다.The piezo element 230 - 2 may generate current and voltage according to the pressure applied to the piezo element 230 - 2 .
제어부(380)는 나아가 피에조 소자(230-2)를 통해 제1 회로부(251)에 발생한 신호의 전류 또는 전압을 기초로 사용자의 운동량을 연산할 수도 있다.The
즉, 피에조 소자(230-2)는 온 신호 및 오프 신호 여부만 판단하는 것이 아니라, 압력에 의해 발생한 전류 또는 전압의 크기를 연속적으로 제어부(380)에 제공할 수 있으므로, 제어부(380)는 이를 운동량으로 연산하는데 사용할 수도 있다.That is, the piezo element 230 - 2 not only determines whether an on signal or an off signal is present, but can continuously provide the current or voltage generated by the pressure to the
도전 부재(230)가 피에조 소자(230-2)인 경우, 피에조 소자(230)는 전류또는 전압을 축전하는 에너지 공급의 역할을 수행할 수도 있다.When the
피에조 소자(230-2)를 통해 발생한 전류 또는 전압를 통해 스마트 신발 모듈(200)에 전원을 제공하는 전원공급부(390)에 축전을 할 수도 있다. 따라서 이 경우, 전원공급부(390) 사용시간을 반 영구적 또는 영구적으로 늘려줄 수 있는 상승 효과를 가져올 수 있다.Power may be stored in the
도 11은 도전 부재(230)가 피에조 소자(230-2)인 경우의 스마트 신발 모듈(200)에 관한 블록도이다.11 is a block diagram of the
반대로, 피에조 소자(230-2)는 제어부(380)의 전압에 반응하여 물리적인 거동을 스마트 신발 모듈(200)에 제공하는 역할을 수행할 수도 있다.Conversely, the piezo element 230 - 2 may serve to provide a physical behavior to the
제어부(380)는 전원공급부(390)로 하여금 피에조 소자(230-2)에 기 설정된 제어 신호에 대응하는 전압을 인가하도록 하고, 피에조 소자(230-2)는 인가받은 전압에 대응하여 물리적으로 거동할 수 있다. 일 실시 예로 피에조 소자(230-2)의 물리적 거동은 진동을 통한 알람 기능이 될 수도 있다.The
즉, 도전 부재(230)인 피에조 소자(230-2)는 사용자의 움직임을 파악하는 압력 센서(364, 도 1참조)의 역할과 동시에 스마트 신발 모듈(200)을 물리적으로 거동시킴으로써 사용자에게 알림 기능을 동시에 수행할 수 있다.That is, the piezo element 230-2, which is the
도 12내지 도 15는 피에조 소자(230-2)를 통해 사용자에게 알림 기능을 제공하는 실시 예들을 차례대로 도시한 것이다.12 to 15 are views sequentially illustrating embodiments in which a notification function is provided to a user through the piezo element 230 - 2 .
기 설정된 제어 신호는, 전압 인가 크기, 전압 인가 횟수 및 전압 인가 주기 중 적어도 하나를 달리할 수 있다.The preset control signal may vary at least one of a voltage application magnitude, a voltage application frequency, and a voltage application period.
전압 인가의 크기가 커질수록 피에조 소자의 물리적 거동의 변위는 달라질 수 있다. 전압 인가의 횟수 및 주기는 사용자가 인식할 수 있는 패턴을 다양화 하는데 영향을 미칠 수 있다.As the magnitude of the voltage application increases, the displacement of the physical behavior of the piezo element may vary. The number and period of voltage application may affect the diversification of patterns recognizable by a user.
스마트 신발 모듈(200)은 좌측 스마트 신발(100) 및 우측 스마트 신발(100)에 각각 구비될 수 있다.The
좌측 스마트 신발(100)에 구비된 스마트 신발 모듈(200)을 좌측 스마트 신발 모듈(200-1), 우측 스마트 신발(100)에 구비된 스마트 신발 모듈(200)을 우측 스마트 신발 모듈(200-2)로 정의할 수 있고, 좌측 스마트 신발 모듈(200-1) 및 우측 스마트 신발 모듈(200-2)에서 유기적으로 동작하는 단위를 스마트 신발 모듈 시스템(2001)으로 정의한다.The
즉, 좌측 스마트 신발 모듈(200-1) 및 우측 스마트 신발 모듈(200-2) 중 어느 한 쪽의 제어부(380)는 한 쪽의 스마트 신발 모듈뿐만 아니라 다른 한 쪽의 스마트 신발 모듈까지 제어할 수 있고, 또는 각 제어부(380)가 각 스마트 신발 모듈을 제어하고 이 정보를 서로 공유하여 유기적으로 제어할 수도 있다.That is, the
또는 별도의 단말기가 각 스마트 신발 모듈의 제어부(380)를 제어할 수도 있다.Alternatively, a separate terminal may control the
앞의 두 경우 좌측 스마트 신발 모듈(200-1) 및 우측 스마트 신발 모듈(200-2)을 스마트 신발 모듈 시스템(2001)으로 볼 수 있고, 후자의 경우 좌측 스마트 신발 모듈(200-1), 우측 스마트 신발 모듈(200-2) 및 별도의 단말기를 스마트 신발 모듈 시스템(2001)으로 볼 수도 있다.In the previous two cases, the left smart shoe module 200-1 and the right smart shoe module 200-2 can be viewed as the smart shoe module system 2001, and in the latter case, the left smart shoe module 200-1 and the right The smart shoe module 200 - 2 and a separate terminal may be viewed as the smart shoe module system 2001 .
피에조 소자(230-2)는 좌측 스마트 신발 모듈(200-1) 및 우측 스마트 신발 모듈(200-2) 양 쪽에 각각 구비될 수 있다.The piezo element 230 - 2 may be provided on both the left smart shoe module 200 - 1 and the right smart shoe module 200 - 2 , respectively.
기 설정된 제어 신호는 각 피에조 소자(230-2) 중 어느 한 쪽에 전압을 인가하는 제1 제어 신호가 될 수 있다. 즉, 제1 제어 신호는 스마트 신발 모듈(200) 양 쪽 중 한 쪽에만 진동을 발생하도록 하는 신호가 될 수 있다.The preset control signal may be a first control signal for applying a voltage to any one of the respective piezo elements 230 - 2 . That is, the first control signal may be a signal to generate vibration on only one of both sides of the
기 설정된 제어 신호는 각 피에조 소자 양 쪽에 동시에 전압을 인가하는 제2 제어 신호가 될 수 있다. 즉, 제2 제어 신호는 스마트 신발 모듈(200) 양 쪽에 동시에 진동을 발생하도록 하는 신호가 될 수 있다.The preset control signal may be a second control signal for simultaneously applying a voltage to both sides of each piezo element. That is, the second control signal may be a signal to generate vibrations on both sides of the
기 설정된 제어 신호는 각 피에조 소자 양 쪽에 이시에 전압을 인가하는 제3 제어 신호가 될 수 있다. 즉, 제3 제어 신호는 스마트 신발 모듈(200) 양 쪽에 이시에 진동을 발생하도록 하는 신호가 될 수 있다.The preset control signal may be a third control signal for applying a voltage to both sides of each piezo element at this time. That is, the third control signal may be a signal to generate vibration at this time on both sides of the
따라서, 제어부(380)는 전압 인가의 크기, 횟수, 주기 및 좌/우측 스마트 신발 모듈(200)의 구분을 통한 진동 발생의 조합으로 착용자에게 다양한 신호를 전달할 수 있다.Accordingly, the
일 예로 전압 인가의 크기를 통해 진동 세기를 달리하여 알림의 중요도를 달리할 수 있다. 또는 좌/우 측 스마트 신발 모듈(200) 중 한 쪽에만 진동을 발생시키는 것은 진행 방향을 의미할 수 있다. 또 좌/우 측 스마트 신발 모듈(200) 양 쪽 모두에 진동을 동시에 발생시키는 것은 정지하도록 하는 알림을 뜻할 수 있다. 또 좌/우 측 스마트 신발 모듈(200) 양 쪽에 진동을 이시에 발생시키는 것은 후진하도록 하는 알림을 의미할 수도 있다.For example, the importance of the notification may be varied by varying the vibration intensity through the magnitude of voltage application. Alternatively, generating vibration on only one side of the left/right
도 12는 회전을 안내하는 피에조 소자(230-2) 진동 제어 신호에 관련한 일 실시 예이다.12 is an embodiment related to a vibration control signal of the piezo element 230 - 2 for guiding rotation.
제어부(380)는 회전이 필요한 방향의 스마트 신발 모듈에 진동을 발생시킬 수 있다. 즉, 우회전이 필요한 경우 우측 스마트 신발 모듈(200-2)에, 좌회전이 필요한 경우 좌측 스마트 신발 모듈(200-1)에 진동을 발생시켜 착용자가 이를 회전 요구 알림으로 인식하도록 할 수 있다.The
필요에 따라, 회전 요구 지점이 다가올수록 진동 패턴을 달리하여 회전 요구 지점이 다가오고 있음을 착용자에게 알리도록 할 수 있다. 일 예로, 회전 요구 지점 100m 전에서는 진동이 1회 발생하고(도 12(a)), 50m 전에서는 진동이 3회 발생(도 12(b)), 3m 이내에서는 회전시까지 지속적으로 발생(도 12(c))할 수도 있다.If necessary, as the rotation request point approaches, the vibration pattern may be changed to notify the wearer that the rotation request point is approaching. For example, before the
검은 칸의 개수는 진동 세기에 비례함을 의미할 수 있다. ms 또는 sec 단위는 진동 시간을 의미할 수 있다. 이는 후술할 도 13 내지 15에도 동일하게 적용될 수 있다.It may mean that the number of black cells is proportional to the vibration intensity. A unit of ms or sec may mean a vibration time. This can be equally applied to FIGS. 13 to 15, which will be described later.
회전 지점은 사용자가 설정한 또는 자동으로 설정된 도착 지점까지의 경로 중 저장부에 기 저장된 좌표 정보 또는 서버를 통해 전송받은 좌표 정보를 통해 획득될 수 있다.The rotation point may be acquired through coordinate information pre-stored in the storage unit or coordinate information transmitted through the server among the routes to the destination set by the user or automatically set by the user.
전술한 바와 같이 위치정보 모듈은 스마트 신발 모듈(200)의 위치정보를 측정 또는 전송하여 제어부(380)가 스마트 신발 모듈(200)의 위치정보와 회전 지점 사이의 거리를 연산하도록 할 수 있다.As described above, the location information module may measure or transmit location information of the
이러한 알고리즘은 후술할 도 13 내지 15에도 동일하게 적용될 수 있다.Such an algorithm may be equally applied to FIGS. 13 to 15, which will be described later.
도 13은 도착을 알리는 피에조 소자(230-2) 진동 제어 신호에 관련한 일 실시 예이다.13 is an exemplary embodiment related to the vibration control signal of the piezo element 230 - 2 notifying the arrival.
제어부(380)는 스마트 신발 모듈(200)이 기 설정된 도착 지점에 도달하는 경우 이를 알리도록 피에조 소자(230-2)에 전압을 인가할 수 있다. 전압 인가의 제어 신호는 좌/우측 스마트 신발 모듈(200)에 동시에 3회가 발생하도록 할 수 있다.The
도 14는 위험을 알리는 피에조 소자(230-2) 진동 제어 신호에 관련한 일 실시 예이다.14 is an exemplary embodiment related to the vibration control signal of the piezo element 230 - 2 notifying the danger.
스마트 신발 모듈(200)의 위치 또는 위치 변화가 의도하지 않은 경로로 진행되는 경우, 또는 위험 지점에 근접하거나 도달한 경우, 제어부(380)는 좌/우측 스마트 신발 모듈(200) 동시에 큰 진동이 계속해서 발생하는 제어 신호에 대응한 전압을 인가하도록 할 수 있다.When the position or change of the position of the
도 15는 후진을 안내하는 피에조 소자(230-2) 진동 제어 신호에 관련한 일 실시 예이다.15 is an embodiment related to a vibration control signal of the piezo element 230-2 for guiding backward movement.
스마트 신발 모듈(200)의 위치 또는 위치 변화가 안내 경로를 이탈하여 진행된 방향의 반대 방향으로 돌아갈 필요가 있는 경우, 제어부(380)는 좌/우측 스마트 신발 모듈(200) 이시에, 즉 번갈아가며 작은 진동이 계속해서 발생하도록 하는 제어 신호에 대응한 전압을 인가하도록 할 수 있다.When the location or change of the
<실시 예 3><Example 3>
도 16은 유전체를 도전 부재(230)로 사용한 경우의 일 실시 예이다.16 is an exemplary embodiment in which a dielectric is used as the
도전 부재(230)는 특히 유전체(230-3)가 될 수 있다.The
유전체(230-3)는, 유전체(230-3)에 작용된 압력에 따른 유전체(230-3) 및 제1 회로부(251) 사이의 갭 변화 또는 유전체(230-3)의 형태 변화로 인한 정전 용량(Capacitance) 변화를 감지하여 압력의 정도를 측정할 수 있다.The dielectric 230 - 3 is a change in the gap between the dielectric 230 - 3 and the
중립 상태의 스마트 신발 모듈(200)에서 유전체(230-3)는 제1 회로부(251)와 일정 간격을 형성할 수도 있고, 또는 제1 회로부(251)와 접하고 있을 수도 있다. 후자의 경우 유전체(230-3)의 일면은 상부 케이스(261)에 접하고 타면은 제1 회로부(251)에 접할 수 있다.In the
또는 유전체(230-3)는 기판(250)에 고정되어 제1 회로부(251)에 접한 상태로 구비되고, 상부 케이스(261)의 내측면(2611)과 이격되어 구비될 수도 있다.Alternatively, the dielectric 230 - 3 may be fixed to the
제1 회로부(251)의 적어도 일 영역은 기판(250)의 표면에 노출될 수 있다. 제1 회로부(251)는 셀프 캡(Self Cap) 형태 또는 뮤츄얼 캡(Mutual Cap) 형태로 구비될 수 있다.At least one region of the
제어부(380, 도 1참조)는 압축 상태의 스마트 신발 모듈(200)의 제1 회로부(251)에 발생하는 정전 용량(Capacitance) 변화를 측정할 수 있다.The controller 380 (refer to FIG. 1 ) may measure a change in capacitance generated in the
도 17은 유전체(230-3)가 구비된 스마트 신발 모듈(200)의 측면 개략도이다.17 is a side schematic view of the
도 17(a), 17(b), 17(c)는 유전체(230-3)가 압력으로 인해 제1 회로부(251)에 순차적으로 압축하는 것을 도시한 것이다.17(a), 17(b), and 17(c) illustrate sequential compression of the dielectric 230-3 to the
유전체(230-3)는 상부 케이스(261)에서 제1 회로부(251) 방향으로 갈수록 감소하는 단면적을 갖는 형상을 가질 수 있다.The dielectric 230 - 3 may have a shape having a cross-sectional area that decreases from the
예를 들어, 유전체(230-3)는 콘 형상을 띨 수도 있다. 콘 형상의 유전체(230-3)는 스마트 신발 모듈(200)에 작용하는 압력이 증가함에 따라 접촉 면적이 늘어날 수 있고, 이에 따라 정전 용량(Capacitance)의 변화가 발생할 수 있다. 제어부(380, 도 1 참조)는 이러한 정전 용량(Capacitance)의 변화를 파악하여 스마트 신발 모듈(200)에 특정 값 이상의 압력이 작용했는지 여부를 인식할 수 있다.For example, the dielectric 230 - 3 may have a cone shape. The contact area of the cone-shaped dielectric 230 - 3 may increase as the pressure applied to the
특정 값 압력인 신호 발생 임계 압력 값은 유전체(230-3)의 유전율 및 형상에 따라 달라지도록 설계될 수 있다.The signal generation threshold pressure value, which is a specific value pressure, may be designed to vary depending on the dielectric constant and shape of the dielectric 230 - 3 .
<실시 예 4><Example 4>
도 18은 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)의 일 실시 예를 도시한 것이다.18 shows an embodiment of the
도전 부재(230)는 돔 캡(230-4)을 포함하여 돔 스위치 방식으로 구비될 수도 있다. 즉, 돔 캡(230-4)은 제1 회로부(251)에 장착될 수 있다. 돔 캡(230-4)은 상부 케이스(261)가 아닌 제1 회로부(251)에 고정되어 구비될 수 있다.The
돔 캡(230-4)을 용이하게 누를 수 있도록 상부 케이스(261)의 내측면(2611)에는 돌출된 키 누름부(232)가 형성될 수 있다.A protruding key
탄성 거동하는 상부 케이스(261)에 특정 값 이상의 압력이 작용하면 제1 회로부(251)에 장착된 돔 캡(230-4)을 눌러 스마트 신발 모듈(200)에 온 신호를 발생시킬 수 있다.When a pressure equal to or greater than a specific value is applied to the elastically moving
신호 발생 임계 압력 값은 돔 캡(230-4)의 재질 또는 형상 및 키 누름부(232)와 돔 캡(230-4) 사이의 제4 갭 G4 등에 따라 달라질 수 있다. The signal generation threshold pressure value may vary depending on the material or shape of the dome cap 230 - 4 and the fourth gap G4 between the
<실시 예 5><Example 5>
도 19는 본 발명과 관련된 스마트 신발 모듈(200)의 일 실시 예를 도시한 것이다.19 shows an embodiment of the
제1 자성부재(233)가 상부 케이스(261)에 구비되고, 제1 자성부재(233)와 척력을 발생시키는 제2 자성부재(234)가 하부 케이스(262)에 구비될 수 있다.A first
스마트 신발 모듈(200)에 작용하는 하중이 계속되는 경우 스마트 신발 모듈(200)의 하우징(260), 즉 상부 케이스(261) 또는 하부 케이스(262)에 변형이 발생하여 신호 발생 임계 압력 값에 의도하지 않은 변화가 발생할 수 있다.When the load acting on the
따라서 반영구적으로 유지되는 제1 자성부재(233)와 제2 자성부재(234)의 척력을 이용하여 신호 발생 임계 압력 값의 변화를 최소화 할 수 있다.Accordingly, it is possible to minimize the change in the signal generation threshold pressure value by using the repulsive force of the first
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 스마트 신발 110: 밑창 프레임
111: 인솔 112: 미드솔
113: 아웃솔 120: 안착부
200: 스마트 신발 모듈 230: 도전 부재
230-1: 가변 저항 소자 230-2: 피에조 소자
230-3: 유전체 230-4: 돔 캡
231: 도전 레이어 232: 키 누름부
233: 제1 자성부재 234: 제2 자성부재
250: 메인 기판 251: 제1 회로부
2511: 접촉 단자 260: 하우징
261: 상부 케이스 2611: 상부 케이스 내측면
262: 하부 케이스 343: 모션 센서
344: 가속도 센서 345: 자이로 센서
380: 제어부 390: 전원공급부100: smart shoes 110: sole frame
111: insole 112: midsole
113: outsole 120: seating part
200: smart shoe module 230: conductive member
230-1: variable resistance element 230-2: piezo element
230-3: dielectric 230-4: dome cap
231: conductive layer 232: key press
233: first magnetic member 234: second magnetic member
250: main board 251: first circuit part
2511: contact terminal 260: housing
261: upper case 2611: upper case inner surface
262: lower case 343: motion sensor
344: acceleration sensor 345: gyro sensor
380: control unit 390: power supply
Claims (10)
상기 상부 케이스의 하단에 결합하여 상기 압력 스위치의 하단 외관을 형성하는 하부 케이스;
상기 하부 케이스에 실장되어 제1 회로부를 포함하는 기판;
상기 상부 케이스 및 상기 기판의 제1 회로부 사이에 구비되고, 상기 탄성 거동에 의해 상기 제1 회로부에 신호를 발생시키는 피에조 소자;
상기 제1 회로부에 발생한 신호를 처리하는 제어부;
상기 피에조 소자에 전압을 인가하는 전원공급부; 및
스마트 신발 모듈의 위치정보를 측정 또는 전송하는 위치정보 모듈;을 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전원공급부로 하여금 상기 피에조 소자에 기 설정된 제어 신호에 대응하는 전압을 인가하도록 하고,
상기 위치정보 모듈에 의해 측정된 위치정보와 특정 위치와의 거리에 대응하여 상기 전압 인가의 주기를 달리하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈.an upper case that forms an upper exterior of the pressure switch and elastically behaves in response to a pressure greater than or equal to a specific value acting in a first direction;
a lower case coupled to a lower end of the upper case to form an outer appearance of a lower end of the pressure switch;
a board mounted on the lower case and including a first circuit part;
a piezo element provided between the upper case and the first circuit part of the substrate and generating a signal in the first circuit part by the elastic behavior;
a control unit for processing a signal generated in the first circuit unit;
a power supply for applying a voltage to the piezo element; and
Including; a location information module for measuring or transmitting location information of the smart shoe module;
The control unit is
causing the power supply unit to apply a voltage corresponding to a preset control signal to the piezo element,
A smart shoe module, characterized in that the voltage application period is varied in response to the distance between the location information measured by the location information module and a specific location.
상기 제어부는,
상기 제1 회로부에 발생한 신호의 전압을 기초로 사용자의 운동량을 연산하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈.5. The method of claim 4,
The control unit is
Smart shoe module, characterized in that for calculating the amount of exercise of the user based on the voltage of the signal generated in the first circuit unit.
상기 전원공급부는 상기 피에조 소자에서 발생한 전기를 공급받아 축전하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈.5. The method of claim 4,
The power supply unit receives electricity generated from the piezo element and stores electricity.
상기 기 설정된 제어 신호는, 상기 전압 인가 크기, 횟수 및 주기 중 적어도 하나를 달리하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈.5. The method of claim 4,
The preset control signal is a smart shoe module, characterized in that at least one of the voltage application magnitude, number, and cycle is different.
상기 상부 케이스의 하단에 결합하여 상기 압력 스위치의 하단 외관을 형성하는 하부 케이스;
상기 하부 케이스에 실장되어 제1 회로부를 포함하는 기판;
상기 상부 케이스 및 상기 기판의 제1 회로부 사이에 구비되고, 상기 탄성 거동에 의해 상기 제1 회로부에 신호를 발생시키는 피에조 소자;
상기 제1 회로부에 발생한 신호를 처리하는 제어부; 및
상기 피에조 소자에 전압을 인가하는 전원공급부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전원공급부로 하여금 상기 피에조 소자에 기 설정된 제어 신호에 대응하는 전압을 인가하도록 하고,
상기 스마트 신발 모듈은 상기 피에조 소자가 각각 구비된 좌측 스마트 신발 모듈 및 우측 스마트 신발 모듈을 포함하고,
상기 기 설정된 제어 신호는, 상기 각 피에조 소자 중 어느 한쪽에 전압을 인가하는 제1 제어 신호, 상기 각 피에조 소자 양쪽에 동시에 전압을 인가하는 제2 제어 신호 및 상기 각 피에조 소자 양쪽에 이시에 전압을 인가하는 제3 제어 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 신발 모듈.an upper case that forms an upper exterior of the pressure switch and elastically behaves in response to a pressure greater than or equal to a specific value acting in a first direction;
a lower case coupled to a lower end of the upper case to form an outer appearance of a lower end of the pressure switch;
a board mounted on the lower case and including a first circuit part;
a piezo element provided between the upper case and the first circuit part of the substrate and generating a signal in the first circuit part by the elastic behavior;
a control unit for processing a signal generated in the first circuit unit; and
Including; a power supply for applying a voltage to the piezo element;
The control unit is
causing the power supply unit to apply a voltage corresponding to a preset control signal to the piezo element,
The smart shoe module includes a left smart shoe module and a right smart shoe module each provided with the piezo element,
The preset control signal includes a first control signal for applying a voltage to either one of the respective piezo elements, a second control signal for simultaneously applying a voltage to both of the respective piezo elements, and a voltage to both of the respective piezo elements at this time. A smart shoe module comprising a third control signal to apply.
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